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  • 异步热轧高锰无磁钢的组织与力学性能

    李长生;马彪;宋艳磊;王纪开;

    为了细化奥氏体晶粒组织,提高30Mn20Al4V高锰无磁钢的力学性能,提出了异步热轧工艺方法,研究了单道次异步热轧过程中异速比、轧制温度、压下量等工艺参数对于高锰无磁钢热轧组织和力学性能的影响。结果表明:异步轧制的剪应变作用使得钢板表面晶粒细化,细晶尺寸约为8μm;随着异速比的增大,钢板表面细晶层的厚度增加,同时心部变形奥氏体由于受到剪应力的作用而使硬度值增大,再结晶比例提高。异步热轧后实验钢的屈服强度和抗拉强度随异速比的增大而增大,伸长率略有下降。随着异步热轧温度的降低或压下量的减小,高锰无磁钢发生再结晶受到明显抑制。

    2016年10期 v.11 1081-1084页 [查看摘要][在线阅读][下载 369K]
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  • 仿章鱼连续型机构运动学建模与控制仿真

    李旻翰;康荣杰;

    为了深入研究仿章鱼连续型机构的运动学控制问题,提出了1种仿章鱼连续型机构运动学建模方法。该模型由轴向串联的三自由度局部并联机构组成,每个局部并联机构包括纵向肌肉、径向肌肉、基座、动平台和中心支杆。在此基础上,通过结合运动学模型的逆解与运动误差,本文构造出一个稳定的闭环控制器。仿真结果表明该模型以及相应的控制算法能够实现良好的轨迹跟踪效果,具有一定的抗位置干扰能力。可为连续型机器人的设计与控制奠定理论基础。

    2016年10期 v.11 1085-1088+1103页 [查看摘要][在线阅读][下载 246K]
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  • 基于混合fuzzy ARTMAP的智能诊断方法在油缸泄漏诊断中的应用

    徐增丙;李友荣;王志刚;轩建平;

    提出了1种混合的fuzzy ARTMAP(FAM)智能诊断方法,对泵车主油缸早期泄漏及异常泄漏进行了诊断分析。由于FAM性能受训练样本输入顺序及油缸泄漏故障样本少的影响,运用信号处理方法和改进的距离区分技术抽取了反映油缸泄漏状态的敏感特征参数,然后将不同排序的学习样本分别输入到多个FAM神经网络进行诊断分析,并结合贝叶斯置信法,获取最终的诊断结果。试验结果表明,该方法不仅能对油缸早期泄漏和异常泄漏故障进行有效诊断,诊断精度分别高于单个FAM及混合BP和RBF网络6%、38%和42%,而且具有较好的鲁棒性。

    2016年10期 v.11 1089-1093页 [查看摘要][在线阅读][下载 269K]
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  • CMJZ2-27型双臂掘进钻车避碰运动学分析

    张付祥;史文军;

    为了实现双臂掘进钻车的避碰运动控制,基于D-H法建立其运动学方程,采用分离变量法和"一般实系数四次方程的谢国芳求根公式"推导出了运动学方程逆解的解析表达式,并利用Matlab证明了该逆解解析表达式的正确性。通过分析钻车工作特点,对钻孔断面进行合理分区和规划钻孔顺序,实现了在避免碰撞的基础上双臂协同完成作业孔定位的目标。在运动学分析的基础上,推导出了钻车钻臂各关节和末端坐标,给出了钻车钻臂各关节的碰撞检测方法,并利用蒙特卡罗法检测出可能发生碰撞的连杆,验证了该碰撞检测方法的可行性,为实现CMJZ2-27型钻车自动化钻孔奠定了技术基础。

    2016年10期 v.11 1094-1099页 [查看摘要][在线阅读][下载 230K]
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  • 高速和重载下刚柔耦合机器人动力学仿真

    王鑫;史艳国;张庆龄;赵延治;

    为了使高速、重载下工业机器人运动的仿真结果更接近工程实际,以假设模态法为理论基础,采用ADAMS和ANSYS软件联合仿真,将关键的受力部件进行柔性化,建立了刚柔耦合的仿真模型,对相同负载、不同工作速度条件下和相同工作速度、不同负载条件下各关节所受力矩随时间的变化情况进行了分析,可得同样在增大4倍的情况下,末端负载的变化比工作速度的变化对关节所受力矩影响更明显,为机器人在高速、重载工况下工作时关节处电机的选取提供了依据。

    2016年10期 v.11 1100-1103页 [查看摘要][在线阅读][下载 201K]
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  • PDC钻头布齿参数分析系统开发及应用

    董宗正;况雨春;任海涛;李友兴;郭迎春;

    针对聚晶金刚石复合片(PDC)钻头切削齿布齿参数难以直接测量的问题,开发了1套布齿参数分析系统。该系统结合三坐标测量机测量数据与PDC钻头几何结构特性,建立了布齿法相角、侧倾角等分析计算模型,重点解决了测量数据输入、模型算法实现、数据可视化等问题,利用Matlab完成了软件开发。该系统软件能够实现PDC钻头几何结构模拟、钻头布齿参数分析,计算PDC钻头加工误差并根据误差结果对钻头质量进行分析评价。在完成某型号PDC钻头切削齿空间位置测量后对其布齿参数分析以及加工误差计算的结果表明,该系统在PDC钻头布齿参数分析等方面计算便捷且可靠性高,具有一定推广应用价值。

    2016年10期 v.11 1104-1107页 [查看摘要][在线阅读][下载 180K]
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  • 基于正十二面体结构的对称耦合机构构型综合

    刘婧芳;张海晓;余跃庆;

    针对耦合机构构型综合过程中结构设计随机性大的问题,提出了1种基于正十二面体结构进行对称耦合机构构型综合的新方法。考虑到对称耦合机构结构的复杂性,该方法首先基于正十二面体的几何结构特点设计出几种基础对称并联机构模型;然后,通过添加约束耦合链构建出具有不同自由度的对称耦合机构;最后基于螺旋理论分析耦合机构的自由度,并用三维软件对耦合机构进行仿真验证。结果表明,该方法可以有效地综合出对称耦合机构,为对称耦合机构的综合奠定了一定的理论基础。

    2016年10期 v.11 1108-1112+1146页 [查看摘要][在线阅读][下载 338K]
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  • 汽车正面碰撞过程人体建模与损伤研究

    宋玉玲;王威;杜晓晨;张海辉;

    针对汽车碰撞事故的频发对道路交通安全产生巨大的危害的问题,该模型基于运动生物力学综合考虑车辆约束力、人体骨骼关节内力和人体各部分所受惯性力3个因素,将非线性车辆约束系统等效成具有一定刚度的弹性单元,建立汽车正面碰撞过程人体多刚体等效模型。通过数值方法对100%正碰、40%正碰、柱碰和钻入式碰撞4种不同碰撞假设下人体模型进行仿真研究,得到在不同碰撞条件下人体各部分的运动变化规律;并利用头部损伤评价指标、胸部压缩量指标和完全损伤评价指标讨论不同正碰形式对人体的损伤程度。研究结果对预测车辆正碰过程人体运动状态和减小车辆碰撞系统对人体造成的损伤具有指导意义。

    2016年10期 v.11 1113-1118页 [查看摘要][在线阅读][下载 354K]
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  • 液控调节阀空化与冲蚀仿真模拟与分析

    金浩哲;陈小平;郑智剑;偶国富;许健;

    基于液控调节阀的结构特性和流体物性参数,以开度40%为例建立数学模型,并采用Mixture模型和DPM(Discrete Phase Model)模型,对液控调节阀的空化和冲蚀现象进行数值模拟并分析。研究结果表明:当入口压力由4.5 MPa提高到5.5MPa时,阀芯与阀座之间的窄通道内流速变化剧烈,阀芯顶部抛物线段压力下降的区域增大,形成对称小椭圆形空化区域并脱离整个空化区域;当入口颗粒质量浓度一定时,阀芯顶部抛物线段磨损率分布趋势为:随颗粒直径的增大,磨损率先减小、后增大,然后再减小;当入口颗粒直径不变时,磨损率随入口颗粒质量浓度的增大而增大。

    2016年10期 v.11 1119-1123页 [查看摘要][在线阅读][下载 289K]
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  • 还田机刀轴动态载荷模拟加载测试系统设计及试验

    葛宜元;张金波;邱新伟;姜永成;李永会;王玉倩;那国才;于泳红;

    针对秸秆还田机还田刀轴寿命低的问题,设计了刀轴弯扭载荷模拟加载试验台并进行了载荷加载试验。通过磁粉离合器对刀轴施加扭矩载荷,电磁式加载器施加弯矩载荷,并采用雨流计数法及MATLAB软件处理弯矩和扭矩数据,得到刀轴的弯矩、扭矩载荷谱。在土壤坚实度为700kPa左右,土壤含水量为30%~35%的条件下,借助于动态应变测试系统进行载荷验证试验,对比载荷谱数据与验证试验数据,证明载荷谱数据真实可信,可根据数据差异情况,检查和修正刀轴的状态,提高刀轴可靠度(寿命)。本研究为提高和更精确估算刀轴寿命提供了理论依据。

    2016年10期 v.11 1124-1127页 [查看摘要][在线阅读][下载 224K]
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  • 超声ELID复合磨削砂轮表面氧化膜行为试验研究

    赵波;贾晓凤;陈凡;卞平艳;

    根据电化学原理针对氧化膜的形成过程建立氧化膜形成的数学模型,为后续试验提供一定的理论依据。为探究超声ELID复合磨削对铸铁结合剂金刚石砂轮表面氧化膜的影响,以氧化膜表面的裂纹及坑洞的形态和氧化膜成膜厚度作为氧化膜表面形貌轮廓的特性指标,通过试验探究了在预修锐阶段砂轮转速、超声振动及ELID电参数对氧化膜成膜行为的影响,以及在动态磨削阶段砂轮转速、轴向进给量、磨削深度及磨粒粒度对砂轮表面氧化膜的形貌轮廓的影响。利用单因素研究方法分析各加工参数在动态磨削阶段对砂轮表面氧化膜成膜行为的影响,为以后定量控制氧化膜行为状态提供可靠依据。

    2016年10期 v.11 1128-1133页 [查看摘要][在线阅读][下载 937K]
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  • 基于Adams的掘进机截割系统动态特性研究

    刘永志;郑显华;朱广勇;

    为了研究掘进机截割系统的动态特性,以EBZ-160悬臂式纵轴掘进机为研究对象,采用赫兹接触理论和刚性接触特征方程,对该掘进机截割系统齿轮啮合接触力理论和刚度系数进行了推导。在构建该掘进机三维模型的基础上,应用虚拟样机仿真软件Adams对截割系统进行了动态特性仿真。仿真结果表明啮合力波动周期与行星架转速有关,同时该结果反映了截割系统行星传动的行星轮力平衡、啮合轮齿数目循环和行星轮自转等特性,这对改善EBZ-160悬臂式纵轴掘进机设计和工作稳定性具有重要意义。

    2016年10期 v.11 1134-1137页 [查看摘要][在线阅读][下载 287K]
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  • 基于LabVIEW的汽车传动试验台测控系统设计

    陈荣彬;王明;张邦基;

    为了测量传动系统扭振、监测动力总成的实时状态和实现特定试验工况,设计了基于LabVIEW的测控系统。LabVIEW测控系统由NI PXI数据采集平台、扭矩传感器、CAN接口卡、数据采集卡等组成,可以采集传动轴的扭矩和转速,监控动力总成状态等重要参数,并可根据CAN总线上实际油门开度对控制油门开度进行标定。采用模糊控制算法对油门开度进行控制,能够实现车速的精确跟踪,测控系统能保证车速±2km/h和时间±1s的复合公差,满足相关法规要求。实验结果表明,测控系统达到了设计的功能,为后续的控制策略开发和振动分析奠定了基础。

    2016年10期 v.11 1138-1142页 [查看摘要][在线阅读][下载 327K]
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  • 桌面数控车床结构的优化设计

    黄纪刚;方辉;蒋滔;董秀丽;

    针对微小零件的加工制造,设计了1台桌面级数控车床。用Solidworks软件进行车床的结构设计,重点使用Solidworks软件中的Simulation Xpress模块对车床关键部件的结构进行有限元静力学分析,经过计算求解,模拟出各部件在实际工作时所受的应力以及应变分布情况。根据计算结果,对结构进行针对性地优化。在优化的过程中,主要以质量最小化为优化目标,使结构在满足力学性能的前提下,尽可能轻量化,以降低成本。最终根据优化后的设计方案构建出桌面级车床。

    2016年10期 v.11 1143-1146页 [查看摘要][在线阅读][下载 325K]
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  • 颗粒形状对电阻脉冲检测的影响机理研究

    潘博;王成法;陈可欣;宋永欣;程东;潘新祥;

    针对电阻脉冲检测技术(RPS)的现有相关理论无法适用于分析非球形颗粒信号幅值的情况,采用数值模拟方法探究了颗粒形状和非球形颗粒角度对RPS信号幅值的影响机理。模拟结果表明:椭球颗粒所产生的RPS信号幅值随椭球颗粒赤道半轴与极半轴之比的增大而增大;扁长形椭球颗粒所产生的RPS信号幅值随椭球颗粒角度的增大而增大;扁圆形椭球颗粒所产生的RPS信号幅值随椭球颗粒角度的增大而减小。因此,颗粒阻挡电场的最大投影面积对RPS信号幅值有重要影响。

    2016年10期 v.11 1147-1150+1168页 [查看摘要][在线阅读][下载 394K]
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  • 二元协同增强、增韧仿珍珠母层状氧化石墨烯/海藻酸钠(GO/SA)复合薄膜材料的构建

    陈科;岳永海;郭林;

    为了构建兼具高强度、高韧性的优秀力学性能的结构材料,通过引入硬质的氧化石墨烯片(GO)和软质的海藻酸钠盐(SA)大分子生物共聚物,基于氢键、范德华力等分子间作用力,形成GO/SA异质结构单元,采用真空抽滤法制备了仿珍珠母层状结构的GO/SA复合薄膜材料。测试结果表明:由于系统增强增韧机制的作用,该薄膜呈现出了非常优异的力学性能,实现了高强度(σ=(272.3±13.9)MPa)和高韧性(W=(18.1±0.6)MJ/m3)的有机结合,其拉伸强度是天然贝壳材料(σ=80~135MPa)的2~3倍,断裂韧性是贝壳材料的8~10倍。

    2016年10期 v.11 1151-1155页 [查看摘要][在线阅读][下载 601K]
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  • 等离子体电弧高温处理金刚石自支撑膜的强度和缺陷

    李成明;陈良贤;刘金龙;魏俊俊;黑立富;

    为了适应高速气动强烈冲击对金刚石自支撑膜光学窗口强度的需要,提出了等离子体电弧高温处理金刚石自支撑膜以提高其强度的方法,对直径100mm的金刚石自支撑膜进行低气压电弧高温处理并抛光,获得了无裂纹的光学级金刚石自支撑膜。应用扫描电镜、拉曼光谱、正电子湮没技术和光致发光谱对金刚石自支撑膜进行表面形貌及缺陷分析,讨论了Ar和H在电弧处理中的作用。结果表明:等离子体处理对不同强度金刚石自支撑膜的强度提高幅度不一,最高可达71.6%;电弧处理后空位浓度相对降低,空位和N杂质形成了更多的复合体。,金刚石膜中N杂质与空位结合生成了更多的[N-V]0和[N-V]-是强度提高的重要原因。光学级金刚石自支撑膜强度的提高为长波红外光学窗口材料在超高音速的应用提供了重要基础。

    2016年10期 v.11 1156-1159页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]
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  • 基于改进同伦算法的材料特性参数识别

    于钟博;刘杰;陈睿;卿宏军;

    随着仿真过程中对材料参数精度的要求不断提高,通过计算反求技术获取材料特性参数成为实现精细化建模的重要方法。如何能准确、高效地获取材料特性参数成为研究的热点。提出1种基于改进同伦算法的材料特性参数反求方法。首先,以准静态拉伸实验获取的力-位移曲线作为测量响应,并在敏感性分析基础上建立材料特性参数反求的目标函数。其次,对同伦算法进行改进,采用曲线预估代替传统的欧拉预估作为反求工具。最后,基于改进同伦算法给出某金属材料硬化系数和硬化指数的反求结果及收敛曲线,并与传统方法进行对比验证。结果表明,改进后的同伦算法能在不影响精度的情况下大大提高计算效率。

    2016年10期 v.11 1160-1163+1183页 [查看摘要][在线阅读][下载 293K]
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  • 交变电场诱导单射流电纺直写实验研究

    郑高峰;姜佳昕;刘海燕;孙玲玲;孙道恒;

    为在绝缘基底上实现微纳纤维的有序沉积,引入交变电场以诱导带电射流在电荷运动方向上产生周期性改变,减小纺丝射流的电荷密度和电荷排斥力,实现了纤维结构在柔性PET绝缘基底上的直写沉积。结果表明:电纺直写纤维沉积区域的宽度随着收集板移动速度的增大和拉伸力的提高而减小;当收集板移动速度与射流沉积速度匹配时,可以消除电纺直写纤维的螺旋、波浪等不稳定结构,在绝缘收集板上实现有序、平行直线的直写沉积。通过进一步分析高导电率聚苯胺溶液的喷射行为可得,交变电场提高了导电射流的稳定性,在绝缘基底上实现了射流的连续、有序沉积。引入交变电场进行电纺直写减弱了绝缘基底与纳米纤维间的电荷排斥力,在绝缘基底上实现了微纳纤维的有序可控沉积,有助于电纺直写技术在柔性电子领域的应用。

    2016年10期 v.11 1164-1168页 [查看摘要][在线阅读][下载 359K]
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  • 锻纹机织复合材料高速冲击试验研究及理论分析

    刘璐璐;宣海军;洪伟荣;邢军;王晋;

    为了研究1种碳纤维增强锻纹机织复合材料的弹道冲击破坏机理,使用钛合金圆柱弹体进行了弹道冲击试验,并对冲击过程进行了理论分析。结果表明:复合材料靶板在平头圆柱弹体冲击下,失效模式在冲击面主要是纤维剪切失效和基体压溃,失效模式在靶板背面主要是纤维拉伸失效、基体开裂、纤维拔出和分层失效;由于纤维正交铺设特性,靶板背面的损伤区域为菱形。基于试验中对复合材料靶板损伤模式和损伤区域的的观察,提出了理论分析模型,认为弹体能量消耗主要是通过层合板压溃、动量转移、纤维的拉伸断裂失效和剪切充塞吸能,建立了弹体冲击靶板过程能量变化的微分方程,理论分析模型可以有效预测复合材料靶板的弹道极限。

    2016年10期 v.11 1169-1174页 [查看摘要][在线阅读][下载 424K]
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  • 前驱体制备工艺对纳米多孔金孔隙率的影响

    刘朝清;连利仙;刘颖;王勋;

    为了得到低密度纳米多孔金块材,以纳米Ag粉为模板,采用化学镀Au制备前驱体Ag/Au复合粉体,采用预压-管式炉低温热处理-两步法自由腐蚀制备了低密度纳米多孔金。纳米多孔金的微观结构由300~500nm的大孔和10~40nm的小孔双级孔组成,密度约为1.1g/cm3,孔隙率可达94.3%。同时系统地研究了腐蚀过程中前驱体制备工艺参数对纳米多孔金的收缩程度和孔隙率的影响规律。结果表明:Ag/Au复合粉体中Au含量的增加,预压压力的增大,热处理温度的提高均会使多孔金的孔隙率降低。

    2016年10期 v.11 1175-1178页 [查看摘要][在线阅读][下载 318K]
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  • 纳米结构ZnO-Co薄膜的磁性和磁电阻性质

    李洁;高燕;贾娟;李小丽;

    为揭示ZnO-Co薄膜结构与性能之间的关系,采用磁控溅射方法通过改变基片温度,制备了具有不同颗粒尺寸的ZnOCo薄膜,并对其结构、磁性和磁电阻性质进行了研究。结果表明:所有样品均显示颗粒膜结构;随着温度的升高,样品中Co颗粒尺寸逐渐增大,样品的矫顽力和饱和磁化强度逐渐改善,电阻和磁电阻效应均迅速减小;较低温度下沉积的薄膜具有大的室温磁电阻效应,其符合隧穿机制,而较高温度下沉积的薄膜具有小的磁电阻值,这可能与金属导电有关。改变沉积温度可以调节ZnO-Co薄膜中Co纳米颗粒的尺寸,进而调制薄膜的磁性、电阻和磁电阻效应。

    2016年10期 v.11 1179-1183页 [查看摘要][在线阅读][下载 315K]
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  • 超声剥离法制备石墨烯纳米片

    刘霞;黄平;江莞;

    为降低生产成本,简化工艺流程,实现石墨烯在复合材料中的工程应用,采用超声剥离法对微波膨胀后的石墨进行剥离,制备得到了石墨烯纳米片(GNSs)。采用透射电子显微镜电镜、原子力显微镜、拉曼光谱对得到的GNSs的微观结构与形貌进行了分析。结果表明,通过超声剥离法可以制备出尺寸大、厚度小、结构规整且缺陷少的石墨烯片层材料,为其在复合材料等领域的产业化生产奠定了基础。

    2016年10期 v.11 1184-1187页 [查看摘要][在线阅读][下载 357K]
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  • 膜致应力对应力腐蚀裂尖力学特性的影响

    崔英浩;薛河;郭瑞;杨帆;杨宏亮;

    针对裂尖力学状态是导致应力腐蚀开裂(SCC)的主要因素之一,裂尖氧化膜生成会使SCC裂尖力学场发生改变,从而影响应力腐蚀开裂速率这一问题。研究高温水环境中膜致应力对核电结构材料应力腐蚀开裂的影响,采用ABAQUS软件,分析膜致应力随氧化膜厚度改变而导致的裂尖力学特性变化。结果表明,裂尖的氧化膜越厚,产生的膜致应力越大,导致裂尖发生塑性变形,进而使裂尖表面氧化膜开裂倾向更加明显。

    2016年10期 v.11 1188-1190页 [查看摘要][在线阅读][下载 245K]
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  • 基于Unity3d的麦克纳姆轮移动平台避障算法仿真

    丁明华;李允旺;王勇;

    针对目前matlab、Webots等算法仿真软件的仿真效果差、使用复杂等不足,以麦克纳姆轮移动平台的避障仿真为例,介绍了使用Unity3d引擎进行算法仿真的方法。该方法包括:利用第三方CAD软件进行样机的物理建模,并导入Unity3d软件中;建立麦克纳姆轮移动平台的运动模型,并根据运动模型对导入的物理模型进行处理;以A*避障算法为基础,编写虚拟样机的控制程序;建立仿真环境,进行避障算法仿真。仿真结果验证了使用Unity3d进行算法仿真的可行性,且其具有使用简单、仿真效果好、支持自建模型的优点。为机器人控制算法的仿真建立了1种新方法。

    2016年10期 v.11 1191-1195页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K]
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  • 高压脉冲电场作用下碳黑改性涂料的杀菌性能及电化学行为

    张倩;柴柯;吴进怡;宋春蕾;

    针对环氧清漆涂料导电性差,高压脉冲电场杀菌防污效果差的问题,提出掺杂碳黑制成碳黑导电复合涂料的方法。通过抗菌实验研究了高压脉冲电场下碳黑改性涂料的杀菌性能、介电损耗性能和防腐、防污性能,利用宽频介电阻抗谱仪测试掺杂碳黑涂料的介电损耗,通过电化学测试研究海水中涂层的腐蚀行为。结果表明:在高压脉冲电场下,碳黑复合涂层的杀菌效果优于环氧树脂清漆涂料,其灭菌率高达98%以上;碳黑掺杂涂层的介电损耗均低于未掺杂的涂层样品,碳黑掺杂量在0.5%时介电损耗最低,电能损失较小;碳黑掺杂量为0.5%时,环氧树脂涂层的电阻相比于环氧树脂清漆未有显著变化,但随着掺杂碳黑量的增加,涂层的抗介质渗透能力越来越低,涂层抗腐蚀性能下降。因此,掺杂碳黑质量分数低于0.5%时获得的碳黑改性复合涂料达到杀菌率较高、涂层本身防护性能较好、介电损耗较低的优良性能。

    2016年10期 v.11 1196-1200页 [查看摘要][在线阅读][下载 286K]
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